Chimica e tecnologia dei materiali - acqua

L’ ACQUA

Ogni acqua al suo interno presenta dei solidi che possono essere:

• SOSPESI: con diametro > di 0,1 μm; si possono allontanare attraverso filtrazione

o sedimentazione.

• IN DISPERSIONE COLLOIDALE: con diametro compreso tra 0,001 μm e 0,1 μm.

• DISCIOLTI: con diametro < di 0,001 μm; possono essere ioni o molecole.

ANALISI DELLE ACQUE:

Il PH di un acqua naturale è compreso tra 6,5 e 8,3; quindi è più facile trovare un

acqua che sia basica: 6,5 (A) ----- 7 ----- 8,3 (B).

La torbidità si misura attraverso il colorimetro fotoelettrico

Il residuo fisso è la quantità di acqua che rimane dopo evaporazione che può

avvenire a 105 °C o a 180 °C.

La conducibilità elettrica è la tendenza dell’ acqua a condurre elettricità. Si

-1

definisce come l’ inverso della resistenza : C = 1/R e si misura in [Ω ] = Siemens

= S

La durezza di un acqua si riferisce al contenuto di calcari presenti nell’ acqua,

costituiti soprattutto da carbonato di calcio e di magnesio. Una certa frazione di

durezza è eliminabile tramite riscaldamento e con presenza di bicarbonato

(questa durezza si chiama temporanea), la restante durezza è chiamata durezza

residua che non può essere eliminata con riscaldamento. Quindi si ha che:

D = D + D

tot temp perm o residua

La concentrazione di un soluto nell’ acqua si misura in ppm, ovvero in parte

per milione [mg/Kg] o [mg/l]. L’ equivalente per milione è: epm = ppm/P.E P.E

dove

= P.A/n .

è il peso equivalente dato dal peso atomico fratto il numero dei portatori di carica

2+ 2+

Quindi ricaviamo: La durezza totale D = epm [Ca ] + epm [Mg ]

tot 3-

La durezza temporanea D = epm [HCO ]

temp

La durezza permanente D = D - D

perm tot temp

TRATTAMENTI ACQUE NATURALI

CHIARIFICAZIONE: eliminazione della torbidità attraverso filtrazione,

 sedimentazione o coagulazione + flocculazione (si aggiungono sostanze

chimiche, i solidi si aggregano, formano dei fiocchi e vanno a fondo). La

sedimentazione segue la legge di Stokes per cui si ha che:

1 g 2

v = * * (ρ – ϒ) * d

ƞ

18 ƞ=viscosità

dove v = velocità di sedimentazione, g = gravità, , ρ = densità particella che sta

sedimentando, ϒ = densità del fluido, d=diametro particella.

ADDOLCIMENTO: riduzione della durezza tramite due metodi:

 1) PRECIPITAZIONE: di ioni calcio e magnesio e i composti che si utilizzano sono la

calce e la soda.

2) SCAMBIO IONICO: con l’ utilizzo di resine che intercettano ioni calcio e

magnesio e cedono ioni sodio.

DEMINERALIZZAZIONE: si effettua con trattamenti di osmosi inversa. Delle

 membrane rendono l’ acqua in uscita meno salina di quella in entrata. Si hanno,

inoltre, 4 tipi di resine differenti:

1) Scambiatori cationici fortemente acidi: hanno come resina SO e rilasciano

3

+

ioni H

2) Scambiatori cationici debolmente acidi: hanno come resina COOH (di tipo

+

carbossilico) e rilasciano ioni H

3) Scambiatori anionici fortemente basici: hanno come resina il gruppo ferrico

-

NR e rilasciano ioni OH

3